新课标人教版选修3-3第8章章综合
高中物理选修3-3同步训练试题解析章综合(A卷)一、选择题1．关于理想气体，下列说法正确的是( )A．温度极低的气体也是理想气体B．压强极大的气体也遵从气体实验定律C．理想气体是对实际气体的抽象化模型D．理想气体实际并不存在解析： 气体实验定律是在压强不太大、温度不太低的情况下得出的，温度极低、压强极大的气体在微观上分子间距离变小，趋向于液体，故答案为C、D.答案： CD2.对一定质量的气体，通过一定的方法得到了分子数目f与速率v的两条关系图线，如图所示，下列说法正确的是( )A．曲线Ⅰ对应的温度T1高于曲线Ⅱ对应的温度T2B．曲线Ⅰ对应的温度T1可能等于曲线Ⅱ对应的温度T2C．曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2D．无法判断两曲线对应的温度关系解析： 对一定质量的气体，当温度升高时，速度增大的分子数目一定增加，因此曲线的峰值向速率增大的方向移动，且峰值变小，由此可知曲线Ⅱ对应的温度T2一定高于曲线Ⅰ所对应的温度T1.答案： C3．一定质量的理想气体处于某一平衡状态，此时其压强为p0，经历下列过程后可能使气体压强恢复到p0的是( )A．先保持体积不变，降低压强，再保持温度不变，使体积膨胀B．先保持体积不变，使气体升温，再保持温度不变，使体积膨胀C．先保持温度不变，压缩体积，再保持体积不变，使气体升温D．先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温解析： 在p－V图象中画出每个过程中对应的图线，由图线可知，选项B、D对．答案： BD4．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲
Va，单位体积的分子数a状态较多，故D错．答案： B8．如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦．a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从容器中移出后，在室温(27℃)中达到的平衡状态．气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变．若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是( )A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多B．与a态相比，b态的气体对活塞的冲击力较大C．a、b两态的气体对活塞的冲击力相等D．从a态到b态，气体的内能增加，气体的密度增加解析： 由题知两状态的压强相等，由于Tb＞Ta，故a状态分子碰撞的力较小，则单位时间内撞击的个数一定多，A对；由于压强不变，故气体对活塞的力是相同的，B错C对；从a态到b态温度升高，体积增加大，内能增加，故气体密度减小，D错．答案： AC9．一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( )A．ab过程中不断增加B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变解析： 首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；如图所示，连接ao交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd＜Ve，所以Vd＜Va，所以da过程中体积不是保持不变，D错误．9
答案： AB二、非选择题10.如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑．现有水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中(1)如果环境保持恒温，下列说法正确的是________．A．每个气体分子的速率都不变B．气体分子平均动能不变C．水平外力F逐渐变大D．气体内能减少(2)如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下列哪几个图象表示________．解析： (1)温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不变，但并不是每个分子的速率都不变，B对，A错；由玻意耳定律知，体积增大，压强减小，活塞内外的压强差增大，水平拉力F增大，C对；由于温度不变，内能不变，故D错．(2)由题意知，从状态①到状态②，温度不变，体积增大，压强减小，所以只有A、D正确．答案： (1)BC (2)AD11．图为一定质量的某种气体的等温线，设B点温度为300K，求E点温度．若由B点沿直线BF变化到F点，则F点的温度多高？解析： 由查理定律＝得TE＝600K，由B→F，根据理想气体状态方程＝得TF＝600K.答案： 600K 600K12.如图所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1＝669
cm的水银柱，中间封有长l2＝6.6cm的空气柱，上部有长l3＝44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐．已知大气压强为p0＝76cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气．解析： 设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为p1＝p0＋ρgl3①式中，ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度．玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空．设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则p2＝ρgl1，p2＋ρgx＝p0②式中，p2为管内空气柱的压强．由玻意耳定律得p1(Sl2)＝p2(Sh)③式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积，由①②③式和题给条件得h＝12cm④从开始转动一周后，设空气柱的压强为p3，则p3＝p0＋ρgx⑤由玻意耳定律得p1(Sl2)＝p3(Sh′)⑥式中，h′是此时空气柱的长度．由①②③⑤⑥式得h′≈9.2cm.答案： 12cm 9.2cm9
高中物理选修3-3同步训练试题解析章综合(B卷)一、选择题1．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大B．温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小C．压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小D．温度升高，压强和体积都可能不变解析： 根据气体压强、体积、温度的关系可知：体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大，选项A正确．温度不变，压强减小时，气体体积增大，气体的密度减小．压强不变，温度降低时，体积减小，气体密度增大．温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变．综上所述，正确答案为A、B.答案： AB2．一定质量的某种气体经历等温压缩时，气体的压强增大，从气体分子动理论的观点分析，这是因为( )A．气体分子每次碰撞器壁的冲力加大B．气体分子对器壁的碰撞更频繁C．气体分子数增加D．气体分子密度加大解析： 温度不变即分子平均动能不变，体积减小即单位体积内分子数增多，分子碰撞器壁频率增加，可见选项B、D正确．答案： BD3．若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体的体积和温度的关系是( )A．如果保持其体积不变，温度升高，内能不变B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减小C．如果保持其温度不变，体积增大，内能增大D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小解析： 对一定质量的某种实际气体，分子总数一定．(1)若保持体积不变，则分子间距离不变，分子势能不变；温度升高，则分子的平均动能增大，而分子总数一定，故所有分子的总动能增大，即内能增大．(2)若保持温度不变，则所有分子的总动能不变；体积增大，则分子间距离增大，分子引力做负功，分子势能增大，所以气体的内能增大．答案： C4．下列关于布朗运动的说法中正确的是( )A．大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动9
B．布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著C．布朗运动是分子的运动，用肉眼不能直接观测到D．温度越高，布朗运动越显著解析： 布朗运动不是分子的运动，是固体小颗粒的运动，用眼睛不能直接观测到，C错．沙尘的运动基本上属于在气流作用下的定向移动，而布朗运动是无规则运动，A错．布朗运动的确是由于液体(或气体)分子对固体微粒的碰撞引起的，但只有在固体微粒很小，各个方向的液体分子对它的碰撞不均匀才引起它做布朗运动．颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著，D对，B错．答案： D5．一房间内，上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的( )A．空气密度增大 B．空气分子的平均动能增大C．空气分子的速率都增大D．空气质量增大解析： 温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，所以有ρ空减小，m空＝ρ空·V随之减小．答案： B6.在大气压为1.0×105Pa(相当于76cm水银柱产生的压强)下做托里拆利实验时，由于管中混入少量空气，水银柱上方有一节空气柱，如图所示，这时管中稀薄气体的压强相当于多少厘米水银柱所产生的压强( )A．90B．60C．30D．16解析： 由平衡条件可知：p0＝p＋h，所以p＝p0－h＝(76－60)cmHg＝16cmHg.答案： D7.如图所示为A、B两部分理想气体的V－t图象，设两部分气体是质量相同的同种气体，根据图中所给条件，可知( )A．当t＝273.15℃时，气体的体积A比B大0.2m3B．当tA＝tB时，VA∶VB＝3∶1C．当tA＝tB时，VA∶VB＝1∶3D．A、B两部分气体都作等压变化，它们的压强之比pA∶pB＝3∶19
解析： 由图象可知，A、B两部分气体都发生等压变化，由＝C知它们在相同温度下体积之比不变．选择0℃读数，由y轴可知VA∶VB＝3∶1，所以pA∶pB＝VB∶VA＝1∶3.答案： B8．一定质量的理想气体，初状态是(p0，V0，T0)，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体最后的状态是( )A．3p0/4,3V0/2,3T0/2B．p0/2,3V0/2,3T0/4C．p0/2，V0，T0/2D．以上答案均不对解析： 根据理想气体状态方程＝C来进行判断，当一定质量的理想气体经过一个等压过程后，温度升高到T0，则由盖—吕萨克定律可知，其体积变为V0，再经过一个等容变化，体积为V0不变，最后的压强为，由＝得T＝T0，对比选项中的内容，可知B项正确．答案： B9．大气压强p0＝1.0×105Pa.某容器容积为20L，装有压强为20×105Pa的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器中剩下的气体质量与原来质量之比为( )A．1∶19 B．1∶20C．2∶39D．1∶18解析： 设容器内的气体在打开开关后体积变为V′，则由玻意耳定律得：pV＝p0V′所以V′＝＝L＝400L所以＝＝＝，应选B.答案： B二、非选择题10.如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，峰鸣器发出报警的响声.27℃时，被封闭的理想气体气柱长L1为20cm.水银上表面与导线下端的距离L2为5cm.(1)当温度达到多少℃时，报警器会报警？(2)如果大气压降低，试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响？9
解析： (1)温度升高时，下端气体做等压变化：＝解得T2＝375K，即t2＝102℃.(2)同样温度下，大气压降低则下端气柱变长，即V1变大．而刚好报警时V2不变，由＝可知，T2变小，即报警温度降低．答案： (1)102℃ (2)报警温度降低11．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M＝0.283kg·mol－1，密度ρ＝0.895×103kg·m－3.若100滴油酸的体积为1mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA＝6.02×1023mol－1，球的体积V与直径D的关系为V＝πD3，结果保留一位有效数字)解析： 一个油酸分子的体积V＝由球的体积与直径的关系得分子直径D＝最大面积S＝，解得S＝10m2.答案： 1012.如图所示，圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气．汽缸质量为M＝10kg，缸壁厚度不计，活塞质量m＝5.0kg，其圆面积S＝50cm2，与缸壁摩擦不计．在缸内气体温度为27℃时，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力．现设法使缸内气体温度升高，问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时，汽缸对地面恰好无压力？(大气压强p0＝105Pa，g取10m/s2)解析： 当温度T1＝273K＋27K＝300K时，活塞对地面无压力，列平衡方程：p1S＋mg＝p0S，解得p1＝p0－＝105Pa－Pa＝0.9×105Pa.若温度升高，气体压强增大，汽缸恰对地面无压力时，列平衡方程：p2S＝p0S＋Mg，解得p2＝p0＋Mg/S＝105Pa＋Pa＝1.2×105Pa.根据查理定律：＝，＝，解得t＝127℃.答案： 127℃9
